(57)【要約】【課題】従来のフォトリソグラフィあるいは電子線リソグラフィに依存しない、所要のフィーチャー・サイズのマスタ・ディスクをパターン化するためシステム及び方法が必要とされている。【解決手段】磁気記録ディスクをナノインプリントするために用いられるマスタ・ディスクすなわちスタンパをパターン化するためのシステム及び方法において、回転するマスタ・ディスク基板１０上のレジスト層１１の光近接領域内に開口構造５０を支持する空気軸受けスライダー３０が用いられる。開口部５２の入力側に誘導されるレーザーパルスはレジスト層１１に対して出力される。開口構造５０はレーザー照射５４に対して反射性を有する金属膜５１を含み、その内部に開口部５２が形成されている。開口部５２は、入射するレーザー照射の波長未満のサイズを有し、レジスト層１１に近い空気軸受けスライダー３０によって放射波長以内のサイズに維持される。【選択図】図１
2007094410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ平坦な面及びレジスト層をその表面に有する基板を有するマスタ・ディスクと、
前記基板表面と実質的に直交する軸を中心に前記マスタ・ディスクを回転させるスピンドル・モータと、
レーザーと、
レーザー照射に対して実質的に反射性を有する材料によって構成され、その内部に開口部を有する開口構造であって、前記開口部のサイズが放射線の波長未満であり、放射線が入射する入力側及び出力側を有している開口構造と、
前記開口構造のための、前記マスタ・ディスクに対向する空気軸受け面（ＡＢＳ）を有するキャリアであって、前記スピンドル・モータ回転軸に対して概ね径方向に可動するキャリアと、
剛性アームと、前記キャリアを前記剛性アームに接続するサスペンションを有するキャリア支持体であって、前記キャリアが前記マスタ・ディスクの回転時に前記レジスト層からのレーザー照射波長未満のサイズの開口部出力側によって保持されるキャリア支持体と、
前記レーザーに結合され、前記開口部の入力側に対してレーザーパルスを調節するための制御装置であって、前記開口部の径方向位置及び前記マスタ・ディスクの角度位置に反応する制御装置と、
を有することを特徴とする磁気記録ディスクをナノインプリントするためのマスタ・ディスクをパターン化するためのシステム。
【請求項２】
前記キャリア支持体は固定されており、前記スピンドル・モータは移動可能であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記スピンドル・モータが固定されており、前記キャリア支持体は、前記剛性アームと、前記取り付けられたサスペンションと、前記キャリアを動かすためのアクチュエータとを有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
さらに、前記マスタ・ディスクが前記レジスト層上に液体潤滑剤を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
さらに、前記マスタ・ディスクが前記レジスト層上に実質的にカーボンから成る保護膜を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記マスタ・ディスク上のレジスト層が、インジウム上にビスマスの二重層を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記開口構造がレーザー照射に対して透過性を有し、また前記マスタ・ディスクに対向する実質的に平坦な面を有しており、前記反射性材料が開口構造の平面上に形成された膜を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記キャリアがレーザー照射に対して透過性を有しており、前記開口構造が上記キャリアの一部分によって構成されており、前記反射膜が前記キャリアのＡＢＳ上に形成されていることを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記反射膜が周期的コルゲーションを有する金属膜であることを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
前記開口部がＣ型、Ｅ型、Ｈ型及びボウタイ型から成る群より選択された形状を有していることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記開口構造がソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記レーザーが約１０ピコ秒〜約１０ナノ秒の範囲のパルス長を有するパルス・レーザーであることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
熱レジスト層を有する実質的に剛性の基板を有する、パターン化するマスタ・ディスクを準備するステップと、
特定の波長でレーザー照射に実質的に反射する材料を含み、前記特定の波長未満のサイズの開口部をその内部に有している開口構造を設けるステップと、
前記マスタ・ディスクを、基板に実質的に直交する軸を中心に回転させるステップと、
回転する前記マスタ・ディスクに対向する空気軸受け面（ＡＢＳ）を有する空気軸受けスライダー上で前記開口構造を支持するステップであって、前記開口部が、前記マスタ・ディスクの回転時に前記レジスト層からの上記特定の波長未満のサイズに維持されるステップと、
レーザー照射のパルスを前記特定の波長で前記開口部に誘導し、前記レジストの領域を加熱するステップと、
を含むことを特徴とする磁気記録ディスクをナノインプリントするためのマスタ・ディスクをパターン化するための方法。
【請求項１４】
内部に開口部を有する材料を含む開口構造を設けるステップが、前記開口部を囲む周期的コルゲーションを有する金属膜を設けるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
内部に開口部を有する材料を含む開口構造を設けるステップが、Ｃ型、Ｅ型、Ｈ型及びボウタイ型から成る群より選択された形状の開口部を有する金属膜を設けるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
熱レジストの層を有するマスタ・ディスクを準備するステップが、インジウム上にビスマスの二重層を有するマスタ・ディスクを準備するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
レーザーパルスを誘導するステップが、レーザーパルスを一定の速度で誘導し、熱レジストの加熱領域をインチあたり約０．５ミリオン〜１ミリオンの範囲で発生させるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
レーザーパルスを誘導するステップが、約１０ピコ秒〜約１０ナノ秒の範囲のパルス長を有するレーザーパルスを発生させるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、各データ・ビットがディスク上の磁気的に孤立したデータアイランドに記憶されるパターン化メディア磁気記録ディスクに関し、より具体的には、パターン化メディア・ディスクをナノインプリンティングするために用いられるマスタ・ディスクをパターン化するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ密度を増大させるため、パターン化された磁気記録メディアを有する磁気記録ハードディスクドライブが提案されている。パターン化メディアにおいては、ディスク上の磁気記録層はパターン化され、同心データトラックに配置された小さな孤立したデータアイランドとなる。パターン化データアイランド間に必要な磁気的な隔離をするため、アイランド間のスペースの磁気モーメントを破壊、あるいは実質的に減少させ、これらのスペースを本質的に非磁性にしなければならない。特許文献１に記述されているように、パターン化メディアの一つのタイプでは、データアイランドは、上記空間上に延びている隆起された領域すなわち柱であって、磁性材料はアイランド及びスペースの両方を覆っている。しかしこれらのスペースは読み取り／書き込みヘッドから十分に離れており、読み取りあるいは書き込みに悪影響を及ぼすことはなく、従って上記スペースは基本的に非磁性であると考えられる。またパターン化メディア・ディスクは、読み取り／書き込みヘッドのポジショニング及びデータ同期に用いられる非データ領域を有している。非データ領域は、複数のデータトラックにまたがって径方向に延び、かつ非磁性スペースによって分離されている非データアイランドである。パターン化メディア・ディスクは、磁化方向が記録層の面に対して平行あるいはその内にあることを特徴とする面内磁気記録ディスク、あるいは磁化方向が記録層の平面に対して垂直かあるいはその外にあることを特徴とする垂直磁気記録ディスクである。
【０００３】
パターン化メディア・ディスクを加工するための、１つの提案された方法においては、トポグラフィック面パターンを有するマスタ・ディスクすなわち『スタンパ』によってナノインプリントすることによって処理が行われる。この方法においては、表面上にポリマー膜を有する磁気記録ディスク基板がマスタ・ディスクに押し付けられる。上記ポリマー膜はマスタ・ディスクパターンのイメージを受像し、続いてその後のディスク基板のエッチングのためのマスクとなる。その後、磁気記録ディスクに必要な磁気層及び他の層が、エッチング処理されたディスク基板上に堆積し、パターン化メディア・ディスクを形成する。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，４４０，５２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
主要な課題はナノインプリントのためのマスタ・ディスクのパターン化である。約３００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２より高い面データ密度をもったパターン化メディア・ディスクを実現するためには、パターン周期は通常、ダウントラック方向で約５０ｎｍ未満であり、データアイランドの直径は約３０ｎｍ未満である。これらの必要条件は、従来のフォトリソグラフィの機能の及ばぬ範囲のものであり、電子線（Ｅ−ビーム）リソグラフィに対して、最小のフィーチャー・サイズ及びパターン書き込み時間という両方の意味において、まさにその機能の限界までを必要とさせるものである。
【０００６】
必要とされるのは、従来のフォトリソグラフィあるいは電子線リソグラフィに依存しない、所要のフィーチャー・サイズのマスタ・ディスクをパターン化するためシステム及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
磁気記録ディスクをナノインプリントするために用いられるマスタ・ディスクをパターン化するためのシステム及び方法において、回転するマスタ・ディスク基板上のレジスト層の光近接領域内の開口構造を支持する空気軸受けスライダーが用いられる。液体潤滑剤及び／あるいはカーボン膜などの保護膜がレジスト層上に存在し、開口構造を支持するスライダーの浮上性を向上させる。
【０００８】
開口部の入力側に誘導されたレーザーパルスはレジスト層に向けて出力される。開口構造はレーザー照射に対して反射性を有する金属膜を含み、またその内部に開口部が形成されている。開口部は入射するレーザー照射の波長未満のサイズを有し、レジスト層に近い空気軸受けスライダーによって照射波長以内のサイズに維持される。開口部を囲む反射性金属膜は周期的コルゲーションあるいはリッジを有しており、その結果、入射するレーザー照射がコルゲート膜表面で表面プラズモンと共振する際に、開口部を通過する放射線の透過性が向上する。上記開口部は、“Ｃ”、“Ｆ”、“Ｈ”、あるいは“ボウタイ”型などの特定の形状を有し、これによって表面プラズモンが共振励起され、放射線透過性が向上する。
【０００９】
レジスト層は、ビスマス／インジウム（Ｂｉ／Ｉｎ）金属二重層などの熱レジストであって、レーザー照射への露光によって加熱した際にその化学エッチング特性が変化することを特徴とする。上記露光された領域は、塩酸混合（ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ、１：１：４８）及び硝酸混合に対して耐性があり、一方露光されなかった領域は同じ酸性混合物内で除去される。レーザーパルスのタイミングを制御することによってレジスト層の露光領域に一定のパターンが形成され、このパターンは最終的に、マスタ・ディスクによってナノインプリントされる際に、記録ディスクのデータアイランド及び非データアイランドの所望のパターンとなる。レジスト層を露光させ上記パターンを形成した後、レジスト層及びマスタ・ディスク基板は、特殊な化学薬品あるいは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などによってエッチング処理され、露光した領域はここで、エッチング処理に対してマスクとして耐性を有する。エッチングはマスタ・ディスク基板に対して施され、その結果、残留するレジストを除去した後、マスタ・ディスク基板は所望のパターンを有し、ナノインプリント用スタンパとして用いることができる。
本発明の特徴及び利点の十分な理解のため、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照されたい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来のフォトリソグラフィあるいは電子線リソグラフィに依存しない、所要のフィーチャー・サイズのマスタ・ディスクをパターン化するためシステム及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図1は、パターン化された磁気記録ディスクをナノインプリントするために用いられるマスタ・ディスクをパターン化するためのシステムの概略図である。フォトレジスト層１１を有するマスタ・ディスク１０は、軸２１を中心に回転するスピンドル・モータ２０上で担持される。スピンドル・モータ２０は、非再現回転振れが、例えば１０００ＲＰＭにおいて約１ｎｍ未満といったように非常に少なく、かつ正確な角度位置調整情報を提供する細線回転式エンコーダ２２を有する市販の空気軸受けスピンドル・モータであってもよい。キャリア３０は、マスタ・ディスクに対向し、上記マスタ・ディスク１０上の非常に近接した位置、例えば約１０〜２０ｎｍの間隔でキャリア３０を担持する空気軸受け面（ＡＢＳ）３１を有している。キャリア３０は、レジスト層１１に放射線を出力する開口構造５０を担持する。キャリア３０は、剛性アーム４１と、ロードビーム４２及びフレクシャ４３を含んだサスペンションを含むキャリア支持体４０に接続されている。サスペンションは、磁気記録ディスクドライブに用いられるような従来型のサスペンションであり、フレクシャ４３によりキャリア３０がピッチ及びロール動作を行い、同時に上記キャリア３０がＡＢＳ３１によって回転するマスタ・ディスク１０上で担持されている。
【００１２】
キャリア３０及びマスタ・ディスク１０は、矢印４４で示すように軸２１に対し直交する半径方向に互いに動かすことができる。図１において、上記構成はスピンドル・モータ２０を固定し、キャリア支持体４０を半径方向位置決め装置あるいはアクチュエータとすることによって実現される。上記キャリア支持体４０は、キャリア３０を純半径方向に動かすリニアアクチュエータ、あるいは回転式ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）アクチュエータなど、キャリア３０を略半径方向あるいは円弧状経路に沿って回転させる回転式アクチュエータである。上記アクチュエータは、キャリア３０をマスタ・ディスク１０上の所望の半径位置に位置決めするクローズドループ絶対位置制御（高分解能半径位置エンコーダ４５を用いて）機能を有する。また、あるいはキャリア支持体４０は、スピンドル・モータ２０が取り付けられ、固定されたキャリア３０に対して半径方向にマスタ・ディスク１０を動かす並進ステージであってもよい。上記並進ステージは正確な半径方向位置情報を提供する高分解能エンコーダも含んでいる。
【００１３】
パターン形成システムは、レーザー放射を開口構造５０へ誘導する光学システムを含む。図１において、上記光学システムはレーザー６０、変調装置６１、ミラー６２及び集束レンズ６３を含む。上記キャリア支持体４０が固定されている場合は、光学システムもまた固定されている。上記キャリア支持体４０が可動アクチュエータである場合、１つの実施の形態において、集束レンズ及びミラーがアクチュエータに取り付けられ、レーザー放射は、キャリア３０が概ね半径方向に動く際、常に開口構造５０に向けられている。このタイプのシステムの一例が米国特許第５，４９７，３５９号に図示、記述されている。また、あるいはレーザー６０からの放射は光ファイバーによって開口構造５０へと送出される。レーザー６０の放射波長は、１つの波長帯域から選択される。最も一般的に用いられるレーザーはダイオード励起固体レーザー、例えばＮｄ：ＹＡＧあるいはＮｄ：ＹＬＦである。これらは周波数多重され、高調波の放射を発生させる。例えば、周波数多重化されたＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いて、１０６４ｎｍ、５３２ｎｍ、３５５ｎｍあるいは２６６ｎｍの放射線を発生させることも可能である。さらに、レーザーからの放射は外部変調装置を用いて変調される。周波数５０ＭＨｚまでのポッケルスセル変調装置が入手可能である。また、モードロックレーザーは、周波数が約１００ＭＨzまでの高速パルスを提供する。パルスダイオードレーザーなどの他のレーザーを用いることもできる。また集束レンズ６３をキャリア３０上に配置、あるいはキャリア３０内に組み込むこともできる。
【００１４】
図１に示すように、制御装置すなわち制御システム７０は、回転式エンコーダ２２から角度位置情報を、そしてエンコーダ４５から（あるいはスピンドル・モータ２０が移動可能な場合は並進ステージエンコーダから）半径位置情報をそれぞれ受信する。制御システムは、マスタ・ディスク１０に適用される所望のパターンがプログラムされている。上記所望のパターンとは、磁気記録ディスクにナノインプリントされ、同心円状のデータトラックにデータアイランドを、そして複数のトラックにまたがるサーボセクタ及び同期マークなどの非データマークを形成するパターンに相当する。制御システム７０は、半径方向位置決め装置（図1の可動アクチュエータ・キャリア支持体４０、あるいはスピンドル・モータ２０が移動可能な場合は並進ステージ）を制御し、またレーザー変調装置６１を制御してレーザーパルスを調節し、マスタ・ディスク１０のレジスト層１１に所望のパターンを形成する。他の実施の形態において、レーザーはトリガー信号に応答して、要望に応じたパルスを送出することができる。
【００１５】
図２は、マスタ・ディスク１０及びキャリア３０上の開口構造５０の動作関係を示す部分拡大断面図である。ディスクは矢印４９方向に回転し、これによってキャリア３０はキャリア３０上のＡＢＳ３１によって、マスタ・ディスク１０から非常に近接した位置、例えば約１〜５０ｎｍの範囲の距離の位置に維持される。
【００１６】
開口構造５０の本体は、レーザーの波長の放射に対して透過性を有するガラス、石英、あるいはその他の誘電体などの材料によって形成されている。レーザーの波長の放射に対して実質的に反射性の材料の膜５１が、ディスクの対向側に形成されており、内部に開口部５２が形成されている。開口構造５０は、入射するレーザー照射５４を受光する入力側５３及び開口部５２の出口に出力側５５を有する。膜５１は、金、銀、クロムあるいはその他の好適な合金などの金属であるか、あるいは多層構造であるのが望ましい。開口部５２は、集束イオンビーム（ＦＩＢ）あるいは電子線リソグラフィによって膜５１をエッチングすることによって形成される。膜５１の開口部５２を形成するために除去される領域は、ディスク１０に対向する面の平面性を確保するために、レーザーの波長の放射に対して透過性を有する誘電体材料で埋め戻される。あるいは、ディスク１０に対向する開口部５２の側５５は、まず開口構造５０の本体を例えばＦＩＢあるいは電子線リソグラフィで、後に埋め戻される膜５１の厚みに相当する深さまでエッチングすることによって、膜５１の外面と平坦に形成することができる。続いて膜５１は所望の厚みまで堆積され、その結果、図２に大まかに示すように開口部５２の面５５が膜５１の外面と共に実質的平面を形成する。
【００１７】
開口部５２は波長以下のサイズ、つまり円形の場合はその直径、あるいは円形でない場合はその最小の差し渡しが、入射するレーザー照射の波長未満、好ましくはレーザー照射の波長の２分の１未満である。レジスト層１１は、点線５６で示すように、開口部出力の近接領域内つまり放射波長未満の距離内に保持される。
【００１８】
マスタ・ディスク１０は、ＳｉＯ２あるいはＳｉＮの膜などの任意の膜１２ａを含む、あるいは含まない単結晶シリコンのウエハーなどの適当な材料である基板１２を含む。レジスト層１１は、室内照明の下でも取り扱えるように、通常、約４００ｎｍより高い波長の光に敏感でないフォトレジストであるのが好ましい。フォトレジストは、レーザー照射への露光によって加熱した際にその光あるいは化学エッチング特性が変化する材料である。好適な実施の形態において、レジスト層１１は、インジウム（Ｉｎ）の層１１ｂ上のビスマス（Ｂｉ）の層１１ａなどの金属二重層熱レジストである。このレジストが露光すると、Ｂｉ／Ｉｎ膜の温度が上昇し、上記レジストは露光しなかった部分とはその特性が全く異なる新しい材質へと変換され、露光しなかった領域は現像時にエッチング液によって除去される。このレジストについては、G. Chapman他、“Wavelength Invariant Bi/In thermal Resist As A Si Anisotropic Etch Masking Layer and Direct Write Photomask Material”, Advances in Resist Technology and Processing XX, Theodore H. Fedynyshyn, Editor, Proceedings of SPIE, Vol. 5309 (2003) pp. 472-483に詳しく記述されている。従来の磁気記録ディスク上で保護オーバーコートとして用いられるような、スパッタ堆積された『ダイヤモンド状の』実質的アモルフォスカーボン膜などの薄膜状のオーバーコート１３が、必要に応じてレジスト層１１上に形成される。従来の磁気記録ディスクで用いられるようなパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）などの液体潤滑剤の層１４は、必要に応じてレジスト層１１上に直接あるいはオーバーコート１３上に用いられる。選択可能なオーバーコート１３及び潤滑剤層１４は、マスタ・ディスク１０上のキャリア３０の浮上性を向上させる。
【００１９】
図２に示すように、レーザーパルスが開口部５２に入力されると、開口部５２から出力された放射に、近接領域５６内でレジスト層１１の領域１５が露光する。露光の後、上記領域１５は十分に加熱され、層１１の露光されなかった領域とは異なる新しい材質を形成する。マスタ・ディスク１０はレーザーが発振する間方向４９に回転している。従って領域１６は、領域１６が開口部出力側５５の真下にあったときにレーザーパルスに以前に露光した領域を表す。図２において、領域１５、１６のサイズは単一レーザーパルスからつくられたサイズに相当するものとして示されている。しかし、方向４９の露光した領域の幅は、レーザーの照射時間を変えることで変化する。これによってマスタ・ディスク１０に、データアイランドに加えて、サーボセクタ及び同期マークなどの非データマークによって磁気記録ディスクをナノインプリントするために必要なパターンが形成される。レジスト層が露光した後、レジスト層及びマスタ・ディスク基板が化学エッチング液あるいは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などによってエッチングされ、この時点では上記露光した領域はマスクとしてエッチング処理に対して耐性を有する。上記露光した領域は塩酸混合物（HCｌ:H２O2:H2O,1:1:48）及び硝酸混合物に対して耐性があり、一方露光しなかった領域は同じ酸性混合物によって除去される。マスタ・ディスク基板に対してエッチングが施され、残存レジストを除去した後、マスタ・ディスク基板は所望のパターンを有し、ナノインプリント用スタンパとして用いられる。
【００２０】
図３は、マスタ・ディスク側から見た開口構造５０の出力側５５の図であり、開口構造の変形例を示しており、ここで開口部５２を囲む金属膜５１は同心円状のパターンによって示されるように、周期的コルゲーションすなわちリッジ面構造を有している。入射した放射線が、開口部を囲むコルゲート金属面で表面プラズモンと共鳴すると、金属膜内の波長以下の開口部を通じた光伝送が強化されることが知られている。従って、金属膜内のリッジあるいはトレンチなどの特徴が、開口部から出力される放射線を、これらの特徴が存在しない場合よりもさらに増大させる共振器構造としての機能を果たす。上記効果は開口部から放出される放射線の周波数に特定の共鳴を増強することであって、上記放射線は続いてレジスト層上へと向けられる。上記レジスト層は近接領域内に配置されている。この共鳴増強については、Thio他., “Enhanced light transmission through a single subwavelength aperture”, Optics Letters, Vol. 26, Issue 24, pp. 1972-1974 (2001)、 及び米国特許出願公開２００３／０１２３３３５A１に記述されている。
【００２１】
図４A−４Cは開口部のその他の形状、具体的にはC型開口部（図４A）、H型開口部（図４B）、及びボウタイ型開口部（図４C）を示している。これらのタイプの開口部の周囲の表面プラズモン共鳴励起は、放射線透過性を強化する。
【００２２】
共振波長は、開口部の特性寸法及び開口部を囲む薄膜の電気的特性及び膜厚に応じて決まる。これについては、J.A. Matteo他., Applied Physics Letters. Volume 85(4), pp 648-650 (2004)に、図５Ａに示すC型のタイプについて記述されている。上記開口部は、厚さ１６０ミクロンの溶融シリカを基板として用いて作られた。厚さ５ｎｍのＣｒ膜が基板上に堆積し、続いて厚さ２００ｎｍのＡｕ膜が堆積した。Ｘ軸に沿って偏光させた入射放射線に対して最大の光透過が得られた。４０〜５５ｎｍの範囲の寸法ｄの場合、共鳴透過光線の波長が５６０ｎｍから６２０ｎｍに増加することがわかった。また、それぞれＣ型開口部と同じ面積を有する正方形開口部（図５Ｂ）、及び矩形開口部（図５Ｃ）が示されている。図５Ｄは、Ｃ型開口部の近接領域におけるスポットサイズを提供するよう計算された正方形開口部である。矩形開口部によって最大の光透過が得られ、Ｃ型開口部はその共鳴時において光の透過と小さなスポットサイズとの最も良い組み合わせを得られることがわかった。
【００２３】
また近接領域のスポットサイズは、特性長ｄによっても求められる。Shi 他., Optics Letters, 28(15), 1320 (2003),において、完全に導電性のメタルスクリーンの場合は、約１００ｎｍの寸法ｄを有するＣ型開口部が１３６ｎｍ×１２８ｎｍのスポットサイズ（半値振幅全幅、即ちFWHM）をつくりだすことがわかった。このスポットは図５Ａの“Ａ”を中心としている。上記スポットは、Ｃ開口部の水平アームを長くすることによって幾分か先鋭化される。
【００２４】
E. Jin 他., “Obtaining super resolution light spot using surface plasmon assisted sharp ridge nanoaperture”, Applied Physics Letters, Volume 86, 111106 (2005)において、Ｃ及びＨ開口部については表面プラズモンの強化された光伝送が得られるが、一方でこれらの開口部の場合は伝送光の平行度が失われる、ということが示されている。この文献の著者らの報告によれば、銀薄膜によってつくられ鋭角的な四隅を有するボウタイ開口部（図４Ｃ）は、上記平行度の損失を防ぐことができる。上記文献において、上記ボウタイ構造が１２ｎｍ×１６ｎｍ程度の小さなFWHMスポットサイズをつくりだすことが示されている。
【００２５】
図２において、開口構造５０はキャリア３０の端部に取り付けられている。しかし、開口構造はキャリア３０の放射線透過部としてもよい。開口構造５０’がソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）である実施の形態を表す図６に示すように、開口構造をキャリア本体の開口部内に配置することもできる。開口部５２を囲む放射線反射フィルム５１が半球状SILの平面５７上に成膜され、上記平面５７はキャリアのＡＢＳ３１の一部を形成する。上記開口構造は、図７に示すように、放射線透過性材料によって形成されているキャリア上に配置、あるいはその内部に組み込むこともできる。また図７は、開口構造５０”が、半球レンズ及びキャリア３０の本体の一部によって形成された超半球状ＳＩＬである実施の形態を示している。米国特許第５，４９７，３５９号及び第６，０５５，２２０号に、光データ記録のための半球状及び超半球状ＳＩＬを有する空気軸受けスライダーについて記載されている。空気軸受けスライダーあるいはキャリアへの開口構造の取付けについては、その他にも非常に多くの技術及び構造の実施が可能である。
【００２６】
表１に、面ビット密度が約３００Ｇｂ／ｉｎ２であるパターン化磁気記録ディスクのナノインプリントに用いる、マスタ・ディスクのパターン化のためのシステムのパラメータの一覧を掲載する。この近似的面密度を有する２．５インチディスクの場合、円形データトラックに沿った線ビット密度が約０．５〜１ミリオンビット／インチ（ＢＰＩ）の範囲内であり、半径方向のトラック密度が約３００，０００〜６００，０００トラック／インチ（ＴＰＩ）の範囲内である。
【００２７】
【表１】
2007094410.tif 000003
パルス長に加えて、レジスト及び基板の熱伝導率が解像度の要因となる。熱の拡散は、熱の影響を受ける領域のサイズを増大させる傾向がある。レーザーパルスのパルス長及びレジストの厚みを低減させることによって、この拡散を減少させることができる。続いてパルス・エネルギーは、処理後のレジストの体積の変化を考慮し、調節される。この目的のため、短いレーザーパルスを提供するＱ-スイッチレーザーあるいはモードロックレーザーなどのレーザーが用いられる。上記Ｑスイッチレーザーは、周波数多重のＮｄ：ＹＬＦ及びＮｄ：ＹＡＧレーザーなどのダイオード励起固体（ＤＰＳＳ）レーザーでもよい。上記モードロックレーザーは、通常、Ｔｉサファイアレーザーである。上記レーザーパルス長は、約１０ピコ秒（１０−１２秒）〜約１０ナノ秒（１０−９秒）の範囲内である。導入する特定のレーザー波長は１０６４ｎｍ、５３２ｎｍ、３５５ｎｍ、２６６ｎｍ及び１９３ｎｍであるが、原則的にはいずれの波長も、例えばダイオード・レーザーからの６８０ｎｍの波長を用いることも可能である。 
なお、本発明は好適な実施の形態に準拠して具体的に図示、説明されているが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形式及び細部の種々の変形が可能であることが、当業者には理解されるであろう。従って開示されている発明内容は、例示の目的のみのためのものと理解され、添付特許請求の範囲に規定される範囲のみに限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】パターン化された磁気記録ディスクをナノインプリントするために用いられるマスタ・ディスクをパターン化するためのシステムの概略図である。
【図２】マスタ・ディスクの一部分及び空気軸受けキャリア上の開口構造を示す拡大断面図である。
【図３】マスタ・ディスク側から見た開口構造の出力側の図であり、開口部を囲む周期的表面コルゲーションを有する金属膜を示している。
【図４Ａ】Ｃ型開口部を示す図である。
【図４Ｂ】Ｈ型開口部を示す図である。
【図４Ｃ】ボウタイ型開口部を示す図である。
【図５Ａ】特性寸法ｄを有するＣ型開口部を示す図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＣ型開口部と同じ面積を有する正方形開口部を示す図である。
【図５Ｃ】図５ＡのＣ型開口部と同じ面積を有する矩形開口部を示す図である。
【図５Ｄ】図５ＡのＣ型開口部と同じ近接領域スポットサイズを提供できるように計算された寸法を有する正方形開口部を示す図である。
【図６】キャリア本体内の開口部内に位置する開口構造を示しており、開口構造がソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）である実施形態を示す図である。
【図７】放射線透過性材料によって形成されたキャリア内に組み込まれた開口構造を示しており、開口構造が超半球状ＳＩＬである実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…マスタ・ディスク、
１１…フォトレジスト層、
１１ａ…ビスマス（Ｂｉ）の層、
１１ｂ…インジウム（Ｉｎ）の層、
１２…基板、
１２ａ…ＳｉＯ２あるいはＳｉＮの膜、
１３…オーバーコート、
１４…潤滑剤層、
２０…スピンドル・モータ、
２１…軸、
２２…細線回転式エンコーダ、
３０…キャリア、
３１…空気軸受け面（ＡＢＳ）、
４０…キャリア支持体、
４１…剛性アーム、
４２…ロードビーム、
４３…フレクシャ、
４５…高分解能半径位置エンコーダ
５０，５０′，５０″…開口構造、
５１…放射線反射フィルム、
５２…開口部、
５４…レーザー照射、
５７…半球状SILの平面、
６０…レーザー、
６１…変調装置、
６２…ミラー、
６３…集束レンズ
７０…制御システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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